Hidrogéis – redes poliméricas com alto teor de água – podem atuar como imitadores de tecidos, fornecendo condições para uma cultura viável de células incorporadas, com diversas aplicações em engenharia biomédica, como engenharia de tecidos e medicina regenerativa.



As redes de hidrogel são frequentemente formadas por polímeros quimicamente modificados, como o ácido hialurônico, um polímero presente na matriz extracelular que circunda as células, com outras moléculas, como o norborneno, para formar uma rede polimérica reticulada. Métodos publicados anteriormente acoplavam o norborneno ao ácido hialurônico usando dimetilsulfóxido, um solvente orgânico perigoso para o meio ambiente e para o usuário.

Pesquisadores da Universidade de Michigan desenvolveram uma nova rota de síntese para modificar o ácido hialurônico com norborneno para uso em hidrogéis usando um agente de acoplamento solúvel em água, DMTMM, eliminando a necessidade de solventes orgânicos prejudiciais.

Os resultados do estudo foram publicados em Tecnologias e aplicações de polímeros de carboidratos .

“Ao eliminar a necessidade de solventes orgânicos prejudiciais às células, desenvolvemos uma síntese mais adequada para aplicações de engenharia de tecidos”, disse Eleanor Plaster, estudante de doutorado em engenharia biomédica e primeira autora do estudo.

Além de aumentar a sustentabilidade da síntese do hidrogel, a nova rota de síntese diminui o tempo de reação e purificação necessário para a obtenção do produto. Embora os métodos anteriores utilizando dimetilsulfóxido exigissem uma reação em várias etapas e várias semanas de purificação, o método DMTMM ocorre em uma etapa e requer apenas dois a três dias de purificação.

“Nosso método de síntese recém-desenvolvido aumenta a facilidade de produção, permitindo que os laboratórios produzam seu próprio polímero com mais eficiência. Também pode permitir que outros grupos não previamente equipados para sintetizar esse polímero realizem eles próprios a reação, em vez de terceirizá-la”, disse Plaster.

O uso de um agente de acoplamento à base de água também aumenta a aplicabilidade para uso em aplicações biomédicas, uma vez que os solventes orgânicos não são compatíveis com as células. Os pesquisadores confirmaram que as células são viáveis ​​em ácido hialurônico modificado com norborneno sintetizado usando DMTMM, permitindo que este material seja usado para cultura de células para aplicações de engenharia de tecidos.

"A rota de síntese que Eleanor foi pioneira em nosso laboratório não apenas acelera significativamente o processo de pesquisa, mas também tem ampla aplicabilidade em vários polímeros e modificações. Estou entusiasmado em testemunhar as direções futuras para as quais ela orientará esta pesquisa", disse o autor correspondente. Claudia Loebel, professora assistente de ciência e engenharia de materiais.

Mais informações: Eleanor M. Plaster et al, Síntese mediada por DMTMM de polímeros de ácido hialurônico modificados por norborneno para sondar interações célula-hidrogel, Tecnologias e aplicações de polímeros de carboidratos (2023). DOI:10.1016/j.carpta.2023.100360
Fornecido pela Faculdade de Engenharia da Universidade de Michigan